СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ PIN-ФОТОДИОДНОЙ МИШЕНИ ВИДИКОНА Российский патент 1994 года по МПК H01J29/45 

Изобретение относится к производству телевизионных передающих трубок типа видикон, предназначенных для работы в синем канале трехтрубочных телевизионных камер, преимущественно репортажных, в частности к изготовлению мишеней этих видиконов методом термического напыления.

Целью изобретения является повышение выхода годных приборов для синего канала трухтрубочных телевизионных камер, преимущественно репортажных, за счет уменьшения остаточных изображений и локальных пробоев на неосвещенной мишени.

Способ изготовления pin-фотодиодной мишени включает испарение в смеси кислорода и паров воды материала на основе окиси свинца, содержащего углеродсодержащие примеси, галогены и свинцовый сурик, и последующие обработки полученного слоя сероводородом и ионной бомбардировкой в кислороде, для термического испарения используют материал, содержащий 4·10^-2 - 8·10^-2 мас. % галогенов, не более 1,5·10-4 мас.% углеводородов и сурик в количестве, удовлетворяющем соотношения
0,8. I 6-100 С_гал I +1,6·10⁴С_ув ≅ С_сур ≅ 15, (1) где С_сур - концентрация сурика, мас.%;
С_гал - концентрация галогенов, мас.%;
С_ув - концентрация углеводородов, способных выделяться при нагревании этого материала в вакууме от 700 до 920^оС.

Снижение брака достигается за счет управляемого воздействия на тип проводимости различных частей базовой прослойки мишени. Исследование характера распределения галогенов по толщине мишени методом химического анализа образов, полученных последовательным испарением из навески, показало, что концентрация галогенов в мишени максимальна вблизи сигнальной пластины и заметно уменьшается в направлении поверхности. Это позволило выбрать концентрации галогенов и сурика при известной концентрации углеводородов таким образом, чтобы получить прослойку с собственным типом проводимости в области поглощения синего света и прослойку р-типа проводимости в оставшейся части базового слоя.

При такой энергетической структуре мишени обеспечивается оптимальное распределение напряженности электрического поля при работе прибора в синем канале и пропаянная р-прослойка на поверхности мишени при минимальной дозе газоразрядной обработки. Следствием этого является снижение брака по выжиганию и белым пятнам.

Примеры конкретного выполнения предлагаемого изобретения приведены в таблице (примеры 3,4,5,9,10). Заявленный способ был реализован в приборах ЛИ488 на установках изготовления глетиконов (УИГ-1). Исходное вещество, содержащее углеродсодержащие примеси с известной концентрацией и введенные в него сурик и галогены, загружали в платиновый тигель. После откачки камеры и обезгаживания подложки проводилось испарение исходного вещества в смеси паров воды и кислорода при парциальных давлениях 0,2-0,4 Па и 0,5-0,8 Па соответственно на подложку с температурой 110-130^оС. Испарение проводилось при температуре испарителя 890-930^оС. Толщина напыленного слоя 10 мкм.

Напыленный слой охлаждался до 40-60^оС, после чего проводились обработки: сероводородная с дозой 2-8 тор·сек. и газоразрядная в тлеющем разряде в кислороде с дозой 20-50 мкА·с/см². Вслед за обработками мишень прогревалась в вакууме 10-30 мин при 80-110^оС.

В таблице приведен выход годных по светотехническим параметрам видиконов для синего телевизионного канала репортажных камер и проценты брака по остаточным изображениям (выжигания) и локальным пробоям (белым пятнам) на неосвещенной мишени в зависимости от концентрации галогенов, углеводородов и сурика.

Готовую мишень сочленяли в вакууме с обезгаженной электронно-оптической системой.

Изготовленные приборы тренировались в рабочем режиме в течение 100-250 ч, после чего проводилось их испытание на соответствие ОДО 335.604ТУ. В таблице приведен выход приборов, соответствующих ТУ по светотехническим параметрам. Товарный выход годных приборов ниже приведенных значений за счет брака, связанного с качеством электронно-оптических систем и уровнем электронной гигиены при изготовлении приборов. Однако, если до применения предлагаемого способа изготовления мишени товарный выход годных приборов лимитировался браком, связанным со светотехническими параметрами (выжиганием и белыми пятнами в темноте), то после применения предлагаемого способа изготовления мишени выход годных приборов ЛИ488 с (для синего канала) лимитируется почти полностью уровнем электронной гигиены.

Испытания не долговечность, проведенные на партии приборов с мишенями, изготовленными предлагаемыми способами, показали, что долговечность соответствует ТУ и превышает 1000 ч.

В качестве характеристики выполнения условия (1) в таблице приведен величина относительно избытка (или дефицита) сурика в каждой пробе по отношению к минимально необходимому содержанию сурика, определяемому формулой (1). Эта величина определялась по формуле
· 100, (2) где С_сур - фактическое содержание сурика в исходном веществе для данной пробы, мас.%;
С_сурmin - минимальное содержание сурика, допускаемое формулой (1) для фактического содержания галогенов и углеводородов в исходном веществе данной пробы, мас.%.

Результаты испытаний приборов приведены в таблице.

Из таблицы видно, что нижний предел оптимального содержания галогенов определяется ростом потерь, связанных с выжиганием, при концентрациях галогенов ниже 4·10^-2 мас.% (примеры 1-2).

При концентрациях галогенов выше 8·10^-2 мас.% независимо от выполнения условия (1), уменьшается долговечность приборов ниже 1000 ч за счет появления белых пятен (пример 12).

Нижний предел содержания углеводородов определяется точностью анализа и составляет 5·10^-6 мас.%.

При концентрации углеводородов выше 1,5·10^-4 мас.% наблюдается рост потерь, связанных с белыми пятнами (пример 11).

При концентрации сурика выше 15 мас.% наблюдается ухудшение качества фона изображения, связанное с разбрызгиванием окиси свинца при интенсивном выделении кислорода в процессе испарения. Если концентрация сурика ниже, чем необходимо для выполнения формулы (1), наблюдается рост выжигания при С_гал ≅ 6·10^-2 мас.% или растет брак, связанный с белыми пятнами в темноте при С_гал>6·10^-2 мас.%.

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа изготовления мишеней видиконов заключается в повышении выхода годных приборов для синего канала трехтрубочных телевизионных камер за счет уменьшения остаточных изображений (выжигания) и локальных пробоев (белых пятен) на неосвещенной мишени. Реализация предлагаемого способа в производстве других типов видиконов - с pin-фотодиодной мишенью из окиси свинца, например видиконов для студийных камер цветного вещания, должна улучшить качество приборов для синего канала и также повысить выход годных приборов, что принесет дополнительный экономический эффект.

Использование: производство телевизионных передающих трубок типа видикон, предназначенных для работы в синем канале трехтрубочных телевизионных камер, преимущественно репортажных, в частности к изготовлению окисно-свинцовых мишеней этих видиконов. Сущность изобретения: способ изготовления pin-фотодиодной мишени видикона включает термическое испарение в смеси кислорода и паров воды материала на основе окиси свинца, содержащего галогены, свинцовый сурик и углеродсодержащие примеси, и последующие обработки полученного слоя сероводородом и ионами кислорода. Приведена зависимость минимальной концентрации свинцового сурика от концентраций галогенов и углеродсодержащих примесей.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ PIN-ФОТОДИОДНОЙ МИШЕНИ ВИДИКОНА для синего канала трехтрубочных камер, включающий испарение в смеси кислорода и паров воды материала на основе окиси свинца, содержащего углеродсодержащие примеси, обработку получаемого слоя сероводородом и ионной бомбардировкой в кислороде, отличающийся тем, что используют окись свинца с содержанием углеводородов не более 1,5 · 10^-4 мас.%, в которую дополнительно введены галогены в количестве 4 · 10^-2 - 8 · 10^-2мас.%, и свинцовый сурик в количестве, выбираемом из выражения
0,8100·C_гал-6+1,6·10⁴C_ув≅ C_сур≅ 15,
где C_сур - концентрация свинцового сурика, мас.%;
C_гал - концентрация галогенов, мас.%;
C_ув - концентрация углеводородов, мас.%.